RT23 | Approche de prototypage incrémental de solutions de contrôle pour les communautés locales d'Énergie

Les communautés locales d'Énergie (CLE) ont été reconnues par l'Union européenne (UE) comme un élément clé de la transition Énergie . Pour maintenir un approvisionnement Énergie efficace, durable et stable, l'intégration de différentes infrastructures telles que les secteurs de l'électricité, du gaz et de la chaleur et la disponibilité fluctuante de l'Énergie posent des défis complexes à la fois au système Énergie européen et aux systèmes Énergie locaux. Ces défis peuvent être relevés en trouvant de nouveaux moyens de relier les différentes voies et processus Énergie à l'aide de plateformes intelligentes de technologies de l'information et de la communication (TIC), d'une surveillance étendue, d'outils de contrôle avancés et d'un traitement sophistiqué des données de bout en bout. Ainsi, pour les futurs LEC, il est nécessaire de fournir l'intelligence requise pour gérer un système Énergie au niveau du district et de faire le lien entre les systèmes Énergie locaux du district et les systèmes superposés. Dans ce cadre, les living labs constituent un banc d'essai intéressant où la recherche fondamentale pour l'intégration des technologies Énergie durables dans des systèmes réels peut être menée. Au Forschungszentrum Jülich (FZJ), nous avons développé le Living Lab Énergie Campus (LLEC) qui intègre plusieurs démonstrateurs de production et de stockage d'Énergie, une automatisation poussée automatisation bâtiments et une infrastructure TIC dans le campus existant. L'infrastructure qui en résulte constitue un banc d'essai idéal pour les futurs systèmes multimodaux d'Énergie quartier avec une part importante d'énergies renouvelables intermittentes. Il s'agit notamment d'un système de chauffage urbain à basse température (LTDH) qui utilise la chaleur résiduelle du supercalculateur local avec des pompes à chaleur associées, plusieurs installations photovoltaïques, deux grandes solutions de stockage en batterie et plusieurs voitures et stations de recharge compatibles avec la technologie V2G (vehicle-to-grid). Le développement et l'essai d'une plateforme TIC, et des algorithmes associés, pour l'exploitation d'un tel LEC est une tâche longue et complexe. En particulier, il est important de suivre une approche de prototypage incrémental avant que la complexité de la plateforme ne devienne écrasante et ne rende les tests irréalisables dans un délai raisonnable. À cette fin, nous avons défini une approche en trois étapes pour le test et la validation des algorithmes et de la plateforme TIC développée par notre institut, l'Institut de recherche sur l'Énergie et le climat - Ingénierie des systèmes Énergie (IEK-10) au FZJ. Cette approche nous permet de passer de manière agile des tests préliminaires des approches de contrôle et de programmation aux tests complets sur le terrain des solutions TIC complètes qui intègrent les approches de contrôle développées. Les trois principales étapes sont les suivantes - Essais de simulation, pour évaluer de manière préliminaire les performances des algorithmes de programmation et de contrôle. - Essais de Simulation HIL , pour évaluer les approches de contrôle à l'aide d'une mise en œuvre logicielle et matérielle équivalente à celle qui sera mise en œuvre pour le déploiement sur le terrain. - Essai sur le terrain, où les solutions de contrôle développées sont déployées sur le terrain pour l'essai final. Au cours de la présentation, ces trois étapes principales visant à tester de nouvelles solutions de contrôle seront discutées, en soulignant les limites et les avantages. Ensuite, l'infrastructure utilisée pour les mettre en œuvre sera décrite. Enfin, quelques exemples d'utilisation de l'infrastructure seront présentés.